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Física · Glossário

O que é Dipolo elétrico?

Definição 27.6 Física universitária — 1.º ano · Capítulo 27 — Potencial elétrico; condutores e capacitores

Duas cargas opostas, −q-q em NN e +q+q em PP, separadas de a=NPa = NP, formam um dipolo elétrico de momento dipolar p→=q NP→\vect p = q\,\vect{NP} (C m\mathrm{C}\,\mathrm{m}), apontando do −- para o ++. A aproximação dipolar é o estudo do seu campo a distâncias r≫ar \gg a. Uma molécula cujos centros de carga positiva e negativa não coincidem (a água, p=6.2×10−30 C mp = 6.2 \times 10^{-30}\,\mathrm{C}\,\mathrm{m}) é um dipolo; um átomo neutro num campo se torna um (dipolo induzido).

À esquerda: a geometria da aproximação dipolar — M visto do centro O à distância r e sob o ângulo em relação a p, com as componentes radial e ortorradial do campo. À direita: linhas de campo (em azul, r 2) e equipotenciais (em laranja, r √| |) de um dipolo apontando para a direita; o plano que passa por O perpendicular a p é a equipotencial V = 0.
À esquerda: a geometria da aproximação dipolar — MM visto do centro OO à distância rr e sob o ângulo θ\theta em relação a p→\vect p, com as componentes radial e ortorradial do campo. À direita: linhas de campo (em azul, r∝sin⁡2θr \propto \sin^2\theta) e equipotenciais (em laranja, r∝∣cos⁡θ∣r \propto \sqrt{|\cos\theta|}) de um dipolo apontando para a direita; o plano que passa por OO perpendicular a p→\vect p é a equipotencial V=0V = 0.

Exemplos

Exemplo 27.9 (Por que o pente atrai o papel)

Um pente carregado cria um campo que decresce com a distância; um pedacinho de papel, neutro, é polarizado por ele (dipolo induzido ao longo de E→\vect E), e a força p  ⁣dE/ ⁣dxp\,\dd E/\dd x sobre um dipolo alinhado o puxa para a região de campo intenso: o pente. O sinal da carga do pente não importa; o mesmo mecanismo segura o balão na parede e faz o filete de água entortar. Para as moléculas de água, pEpE num campo de 1 MV/m1\,\mathrm{MV}/\mathrm{m} vale 6×10−24 J6 \times 10^{-24}\,\mathrm{J}, 600600 vezes menos que kBTk_BT à temperatura ambiente: só um leve alinhamento líquido sobrevive à agitação térmica (Exercício 27.7).

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